Práctica de diseño hardware/software de un robot móvil con interfaces inalámbricas

Abstract

En el presente artículo se describe una práctica de laboratorio multitarea en el ámbito de las asignaturas de sistemas empotrados en los grados de Ingeniería Informática, mediante una metodología de gestión de proyectos basada en Kanban. La práctica abarca diferentes familias de microcontroladores de distintos niveles de dificultad de programación, lectura de diferentes tipos de sensores con distintas interfaces, comunicación inalámbrica y control de motores. Esta práctica se enfoca como la elaboración de un proyecto en el que los alumnos han de ir realizando mediante tareas que inicialmente se planifican utilizando la metodología Kanban. En concreto, el desarrollo de la práctica se basa en la elaboración de un robot móvil controlado remotamente y de forma inalámbrica. El sistema de divide en tres partes: el dispositivo de control que cuenta con un microcontrolador tipo Arduino y dos joysticks analógicos como interfaz de usuario, el robot móvil que utiliza un microcontrolador STM32 con un RTOS (Real Time Operating System) con el que se realiza la lectura de los diferentes sensores que irán embarcados en el robot además de manejar el controlador de motores para un motor DC para la velocidad y un servo para el control de la dirección. Para la comunicación inalámbrica se utilizan módulos de radio de 2.4GHz de la familia XBee Pro Serie Z2B. Por último, se diseñará una aplicación software de escritorio bajo un sistema operativo Windows escrita en lenguaje C# utilizando .NET Framework y WPF (Windows Presentation Foundation), que mostrará la información que el robot envía de cada uno de sus sensores. El PC donde está alojada la aplicación tiene conectado un módulo XBee, anteriormente mencionado, con el que se comunica mediante una conexión serie virtual (VCP). Para implementar la metodología Kanban se hará uso de una herramienta online y gratuita llamada Trello que permite la creación de diferentes tableros en el que ir añadiendo tareas (mediante tarjetas) e irlas moviendo entre las diferentes columnas según el estado de ésta. A cada tarea se le puede añadir uno o más participantes además de ponerle una fecha de vencimiento entre otras opciones. En el desarrollo de este tipo de prácticas se añade la dificultad del manejo de diferentes entornos de desarrollo, uno por cada tipo de microcontrolador y el de la aplicación software. Esta práctica se ha dividido en varias sesiones y ha presentado un gran atractivo para el alumnado ya que se consigue un sistema funcional y muy ampliable al final de estas.